一種無線通信防護方法*

譚蓉俊

（昆明船舶設備研究試驗中心 昆明 650216）

1 引言

目前，有人-無人以及無人裝備集群正在大規模生成，通信成為集群協同能力的基礎，其中信息安全是影響通信的關鍵因素之一。無人機（Unmanned Aerial Vehicles，UAV）由于其可移動性、靈活部署的特性在無線通信中得到廣泛應用[1]。與現有的地面通信系統相比，無人機輔助的無線通信網絡能克服地形特性造成的傳播限制，增強信號覆蓋范圍并降低運營成本[2]。由于無線信道的廣播性、開放性，使得地面通信存在竊聽安全問題。與地面竊聽者相比，無人機竊聽者（Unmanned Aerial Vehicles Eavesdropper，UED）受地形特征約束較少，且空中與地面之間視距信道的存在，可形成比地面信號強度更強的竊聽信號，使得無人機竊聽者為地面通信安全帶來更大威脅。因此，地面通信中含有無人機竊聽者的安全性引起業界廣泛關注。

為解決通信安全問題，物理層安全作為傳統加密技術的補充，利用無線信道的隨機性、廣播性，實現信息安全傳輸，無需加密和解密[3～5]。在物理層安全中，通過向竊聽者發射人工噪聲信號以降低竊聽信道容量，是提升物理層安全的有效方法。近年來，無人機輔助發射的人工噪聲，即空中人工噪聲發射機，可以充分利用無人機可移動、靈活部署的特性，且空中與地面之間視距信道的存在，可形成比地面信號強度更強的干擾信號[6]。物理層安全中，由于無線信號的衰落特性，保密中斷概率（Secrecy Output Probability，SOP）可以作為衡量系統安全性能的指標[7]。文獻[8]在含有無人機竊聽者的通信系統中，采用空中人工噪聲發射機發射人工噪聲的方式提升物理層安全性能，通過推導保密中斷概率評價系統的安全性能。……